基于simulink的ASK與FSK調(diào)制解調(diào)仿真系統(tǒng)模板

1、海南大學(xué)課程大作業(yè)課程名稱：通信原理題目名稱：基于simulink的2ASK與2FSK調(diào)制解調(diào)仿真系統(tǒng)學(xué)院：信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院專業(yè)班級(jí)：2010級(jí)電子信息工程一班姓名：孫正學(xué)號(hào)：20101601310012評(píng)閱成績(jī)?cè)u(píng)閱教師：2013年月基于simulink的2ASK與2FSK調(diào)制解調(diào)仿真系統(tǒng)通信原理大作業(yè)- - -摘要】在當(dāng)今高度信息化的社會(huì)，信息和通信已成為現(xiàn)代社會(huì)的”命脈”。信息作為一種資源，只有通過(guò)廣泛地傳播與交流，才能產(chǎn)生利用價(jià)值，促進(jìn)社會(huì)成員之間的合作，推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)利益。而通信作為傳輸信息的手段和方式，與傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相互融合，已成為21世紀(jì)國(guó)際社會(huì)和世

2、界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力?？梢灶A(yù)見(jiàn)未來(lái)的通信對(duì)人們的生活方式和社會(huì)的發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生更加重大和意義深遠(yuǎn)的影響。本學(xué)期中，除了學(xué)習(xí)了通信原理的相關(guān)理論知識(shí)外還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步鞏固了對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，進(jìn)一步理解了通信原理中各部分知識(shí)的作用和意義，也增強(qiáng)了我對(duì)本專業(yè)的興趣。通過(guò)本次大作業(yè)，我進(jìn)一步理解了通信原理中調(diào)制、解調(diào)等相關(guān)知識(shí)，強(qiáng)化鞏固了本學(xué)習(xí)所學(xué)知識(shí)?，F(xiàn)將大作業(yè)總結(jié)如下。【關(guān)鍵詞】通信原理MatlabSimulink仿真目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 一、數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)2-ASK與2-FSK介紹3二

3、、數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)思路3三、基于Simulink的仿真設(shè)計(jì)52-ASK系統(tǒng)設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2-ASK系統(tǒng)仿真模型設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2-ASK系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真結(jié)果9 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2-FSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2-FSK系統(tǒng)仿真模型設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark40 o Curre

4、nt Document 2-FSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真結(jié)果17一、數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)2-ASK與2-FSK介紹1.1二進(jìn)制幅度鍵控（2-ASK）幅度鍵控可以通過(guò)乘法器和開(kāi)關(guān)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。載波在數(shù)字信號(hào)1或0的控制下通或斷，在信號(hào)為1的狀態(tài)載波接通，此時(shí)傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號(hào)為0的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時(shí)傳輸信道上無(wú)載波傳送。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無(wú)還原出數(shù)字信號(hào)的1和0。2-ASK信號(hào)功率譜密度的特點(diǎn)如下：（1）由連續(xù)譜和離散譜兩部分構(gòu)成；連續(xù)譜由傳號(hào)的波形g（t）經(jīng)線性調(diào)制后決定，離散譜由載波分量決定；（2）已調(diào)信號(hào)的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的二倍。1.2二進(jìn)制頻移鍵控（2-FSK）頻移鍵控

5、是利用兩個(gè)不同頻率fl和f2的振蕩源來(lái)代表信號(hào)1和0，用數(shù)字信號(hào)的1和0去控制兩個(gè)獨(dú)立的振蕩源交替輸出。對(duì)二進(jìn)制的頻移鍵控調(diào)制方式，其有效帶寬為B=2xF+2Fb,xF是二進(jìn)制基帶信號(hào)的帶寬也是FSK信號(hào)的最大頻偏，由于數(shù)字信號(hào)的帶寬即Fb值大，所以二進(jìn)制頻移鍵控的信號(hào)帶寬B較大，頻帶利用率小。2-FSK功率譜密度的特點(diǎn)如下：（1）2FSK信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分構(gòu)成，離散譜出現(xiàn)在fl和f2位置;（2）功率譜密度中的連續(xù)譜部分一般出現(xiàn)雙峰。若兩個(gè)載頻之差|f1-f2|Wfs，則出現(xiàn)單峰。二、數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)思路數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)分析典型的數(shù)字通信系統(tǒng)由信源、編碼解碼、調(diào)制解調(diào)

6、、信道及信宿等環(huán)節(jié)構(gòu)成，其框圖如圖1所示。數(shù)字調(diào)制是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的輸入端是經(jīng)編碼器編碼后適合在信道中傳輸?shù)幕鶐盘?hào)。對(duì)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，我們并不關(guān)心基帶信號(hào)的碼型，因此，我們?cè)诜抡娴臅r(shí)候可以給數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)直接輸入數(shù)字基帶信號(hào)，不用再經(jīng)過(guò)編碼器。圖1數(shù)字通信系統(tǒng)模型2.2仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路MATLAB提供的圖形界面仿真工具Simulink由一系列模型庫(kù)組成,包括Sources（信源模塊），Sinks（顯示模塊），Discrete（離散系統(tǒng)模塊），Linear（線性環(huán)節(jié)），Nonlinear（非線性環(huán)節(jié)），Connections（連接）,Blocksets&Tool

7、boxes（其他環(huán)節(jié)）。根據(jù)Simulink提供的仿真模塊，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真可以簡(jiǎn)化成如圖2所示的模型：基帶信號(hào)調(diào)制器解調(diào)器基帶信號(hào)噪聲源圖2數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真框圖三、基于Simulink的仿真設(shè)計(jì)2-ASK系統(tǒng)設(shè)計(jì)2-ASK系統(tǒng)仿真模型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2-ASK仿真模型如圖3所示所示：2ASK通帶基帶調(diào)制解調(diào)仿真系統(tǒng)模型由伯努利二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，系統(tǒng)由頻譜儀，通帶DSBAM調(diào)制與解調(diào)器，加性高斯白噪聲信道，速率轉(zhuǎn)換器及示波器構(gòu)成。主要參數(shù)設(shè)置如下：1BernoulliRandomBinaryGenerator（伯努利二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器）2.SpectrumScope（頻譜儀）用來(lái)顯示對(duì)數(shù)字調(diào)制后信

8、號(hào)的測(cè)量。SinkBlockPaiaeters:SpectruAScQpexlSpectrumScopeComputeanddisplaytheperiodogramofeachinputsignal.Non-framebasedinputstotheblockshouldusethebufferingoption.CancelHelpjApply|3.AWGNChannel（加性高斯白噪聲信道）模擬加性高斯白噪聲環(huán)境,使傳輸環(huán)境相同，F(xiàn)SK的信噪比為-3dB，其余兩個(gè)為-6dB。4.DSBAMModulatorPaseband（通帶DSBAM調(diào)制器）5.DSBAMDemodulatorPas

9、eband（通帶DSBAM解調(diào)器）6.ratetransition（速率轉(zhuǎn)換器）7.scope（示波器）8.Comparetoconstant(常數(shù)比較器)2-ASK系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真結(jié)果運(yùn)行仿真后，仿真結(jié)果顯示如圖4所示。FileAziesChL：=LTLTLeleWindowHelp0.511.62遼E.33.544.65Frame:196Frequency(kHz)11CH2圖42ASK調(diào)制前后頻譜圖上圖中CH1表示的是調(diào)制前的信號(hào)頻譜，CH2表示的是ASK調(diào)制后的信號(hào)波形。仿真后，得到的波形圖如圖5所示。圖52ASK調(diào)制仿真前后波形圖圖5中，第一張圖是調(diào)制前原始基帶信號(hào)的波形，第二張圖是調(diào)制

10、后通帶信號(hào)的波形，第三張是解調(diào)信號(hào)的波形圖。從調(diào)制前后可以看出，信號(hào)在信道中傳播史有一定的延遲。2-FSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)2-FSK系統(tǒng)仿真模型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2-FSK仿真模型如圖6所示：E00%ConstantlBernoulliBinaryOeneratorReal-lmagtoComplexlSineWavelM-FSKModulatorSvuitchAWGNChannelM-FSKDemodulatorSineWaveSpectrumScopeConstantB-FFTRateTansitionlRaiaTiansitiaBReal-lmagtoComplexj5-AWGN2-FSKBerncjll

11、iBinary2-FSKDMUBasebandwhid圖6FSK基帶調(diào)制仿真系統(tǒng)框圖FSK基帶調(diào)制仿真系統(tǒng)模型由伯努利二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，頻譜儀，基帶M-FSK調(diào)制與解調(diào)器，加性高斯白噪聲信道，速率轉(zhuǎn)換器及顯示器構(gòu)成。主要參數(shù)設(shè)置如下：1BernoulliRandomBinaryGenerator（伯努利二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器）2.SpectrumScope（頻譜儀）用來(lái)顯示對(duì)數(shù)字調(diào)制后信號(hào)的測(cè)量。3.AWGNChannel（加性高斯白噪聲信道）模擬加性高斯白噪聲環(huán)境，使傳輸環(huán)境相同，F(xiàn)SK的信噪比為-3dB，其余兩個(gè)為-6dB。4、Real-ImagtoComplex5.M-FSKModulat

12、orBaseband（基帶M-FSK調(diào)制器）ParametersOutputtype:E：itTheoutputcanbe：eith已tutsori門(mén)t已口ers.Incas已oftutoutputtheoutputv-.idthisaneacournnvector.tnrthe：Hamples口已symbolvalue.3FunctionBlockParaAeters：:W-FSKDemodulatorfd-FSKDemodulatorBasebandmask(link)M-drrinumber:6.MSKDemodulatorBaseband(基帶MSK解調(diào)器)位置：Communicati

13、onsBlocksetModulationDigitalBasebandModulationForsample-basedinputtheinputmustbe：ascalar.Forframe-basedinpul出已inputmust已口曰multipleofthenumberoftutspersyrribol.Theoutputsymbulscanbeeitherbindry-derridppedorGraH-derriapped.Incaseoffram已萊已Hinputthewidthofth已i門(mén)匚iitrram已已屮譽(yù)：已門(mén)ktheproductqtheIncaseofsample-bas已dinputthesampl已tii已oftheinputisthesymbol口已noddivid已dSymbolset0日已ring:BinaryFrequencysepdrationHzj:&scope（示波器）9.sinewave（正弦波）模型中出現(xiàn)的但在之上未涉及的模塊均采用系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)。2-FSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真結(jié)果運(yùn)行仿真后，仿真結(jié)果顯示如圖7所示。12HHcC.2000.5-11.5-22.5-33.5-44寧50505051-1120-52-30HP-PenbsipnlcEiew圖72FSK